傳統(tǒng)的噴氣發(fā)動機通過將壓縮空氣與燃料混合并點燃來產(chǎn)生推力。燃燒的混合物迅速膨脹，然后從發(fā)動機的后部噴出，將其向前推進。

等離子噴氣發(fā)動機并不使用燃料，而是利用電力產(chǎn)生電磁場。它們將氣體(比如空氣或氬氣)壓縮并將其激發(fā)成等離子體--一種類似于熱核反應(yīng)堆或恒星內(nèi)部的高溫致密的電離狀態(tài)。

過去十幾年來，等離子發(fā)動機一直處于實驗室研發(fā)階段。對它們的研究在很大程度上僅限于在太空中推進衛(wèi)星的想法。

柏林工業(yè)大學(xué)的貝爾坎特·格克塞爾及其團隊現(xiàn)在希望將等離子發(fā)動機裝配到飛機上。他說:"我們希望開發(fā)一種能夠在30公里高度運行的系統(tǒng)，這個高度是標(biāo)準(zhǔn)噴氣發(fā)動機無法達到的。"它們甚至可以把乘客帶到大氣層的邊緣甚至更遠的地方。

而挑戰(zhàn)是開發(fā)一種可用于起飛及高空飛行的吸氣式等離子推進發(fā)動機。

等離子噴氣發(fā)動機常常被設(shè)計成在真空或者大氣層較高處的低氣壓中工作，在那里它們需要攜帶氣體補給。但是現(xiàn)在，格克塞爾的團隊已經(jīng)測試了一種可以在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下工作的等離子噴氣發(fā)動機。格克塞爾說:"我們是首先在地面上制造快速且強大的等離子噴氣發(fā)動機的團隊。這些等離子噴射流的速度可以達到每秒20公里。"

該團隊利用毫微秒長快速放電流來點燃推進混合物。脈沖爆震內(nèi)燃機采用了類似的技術(shù)，使它們比標(biāo)準(zhǔn)燃料驅(qū)動發(fā)動機更有效率。

這是人們首次將脈沖爆震應(yīng)用到等離子推進器上。亞拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校的賈森·卡西布里深受觸動。他說:"這可以大大擴展所有飛機的航行范圍，降低運營成本。"

但是，在這種技術(shù)可以驅(qū)動真正的飛機之前，還有幾個困難要克服。首先，該團隊測試了80毫米長的迷你推進器，而一架商用客機需要大約一萬臺這樣的推進器才能飛行，這使得目前的設(shè)計對于那種規(guī)格的飛機來說過于復(fù)雜。格克塞爾的團隊現(xiàn)在計劃以小型飛機和飛艇為目標(biāo)。對于一架小型飛機來說，100到1000臺推進器就足夠了，該團隊認為這是可行的。

最大的限制是缺乏輕量電池。需要大量電力來產(chǎn)生和維持等離子體。以色列工學(xué)院的達恩·列夫說:"大量推進器需要一個小型電廠，而利用當(dāng)今技術(shù)這是不可能配備在飛機上的。"電力供應(yīng)也是單個推進器變大的障礙。這樣做會減少一架飛機所需的推進器數(shù)量，但是每臺推進器的功率會更大。

格克塞爾希望在緊湊型熱核反應(yīng)堆中取得突破，來為他的系統(tǒng)提供電力。他說，其他可能的選項是太陽能電池板或無線波束供能。

與此同時，他正在研究混合飛機，從而將他的等離子發(fā)動機與脈沖爆震內(nèi)燃機或火箭相結(jié)合以節(jié)省燃料。